История развития производства базальтовой теплоизоляции

Курсовая работа

по дисциплине: «Исследование вторичных сырьевых ресурсов в производстве ПСМ»

 

на тему: «Базальтовое волокно»

 

Выполнил: Студент группы

ТСК – М – 2014

Грабов Г.В.

Принял: Петропавловская В.Б.

 

Тверь 2015

Содержание

Введение........................................................................................................... 3

1. Глава I.......................................................................................................... 5

1.1 Базальт.................................................................................................. 5

1.2 История развития производства базальтовой теплоизоляции......... 11

1.3 Базальтовое волокно.......................................................................... 15

1.4 Сравнительная характеристика различных волокон....................... 18

2. Глава II...................................................................................................... 20

2.1 Технологический процесс получения базальтового волокна.......... 20

2.2 Область применения базальтового волокна..................................... 23

Заключение.................................................................................................... 32

Библиографический список........................................................................... 35

 

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность: развитие современной техники и технологий требует создание материалов, которые имеют малую объемную массу, хорошие прочностные характеристики, способные выдерживать температурные нагрузки, влияние агрессивных сред, а также высокую фильтрующую и поглощательную способности. Одним из видов таких материалов является базальтовое волокно.

В настоящее время в мире базальтовое непрерывное волокно (БНВ) представляет большой интерес, что связано с рядом факторов:

БНВ имеют ряд характеристик, которые выгодно отличают их от стекловолокна по прочности, химической стойкости и температуре применения;

· по своим характеристикам БНВ занимает промежуточное положение между стекловолокном и углеродными волокнами;

· доступность и дешевизна базальтовых пород – исходного сырья для производства БНВ;

· производство осуществляется по одностадийной технологии – «базальтовое сырье - волокно»;

· развитие технологий и оборудование для производства БНВ за последние годы позволяют обеспечить себестоимость промышленного производства ниже уровня производства стекловолокна.

Композиционные материалы из базальтового волокна отличаются своими высокими физико-механическими и оптимальными экономическими показателями. Это определяет высокие эксплуатационные качества материалов из БВ: высокое качество, долговечность и стойкость при воздействии природных факторов, высоких температур, агрессивных сред, стойкость к воздействию вибраций, абсолютную негорючесть, что выгодно отличает эти материалы от стеклянных и минеральных волокон. Кроме того, сырьевая база для производства материалов и изделий из базальта доступна и практически не ограничена. Благодаря сочетанию этих свойств и характеристик, материалы из БВ имеют большую (необычайно широкую) перспективу применения в различных отраслях промышленности.

К настоящему времени накоплен довольно большой опыт применения материалов из БВ в автомобильной промышленности и ряде смежных отраслей авиации, судостроении, вагоностроении. Возможности применения БВ в автомобилестроении в последние годы существенно расширились.

Цель – изучение свойств базальтового волокна с целью применения в промышленности.

Объект исследования: базальтовое волокно

Предмет исследования: исследование базальтового волокна

Задачи:

· Провести аналитический обзор по свойствам базальта и базальтовых волокон

· Изучить технологический процесс получения базальтового волокна и изделия, получаемые из него

Структура курсовой работы следующая:

Во введении изложены актуальность темы исследования, объект, предмет, определена цель исследования, а также поставлены задачи.

В первой главе рассмотрены базальт, базальтовое волокно и его сравнительные характеристики.

Во второй главе изучен процесс получения базальтового волокна и области их применения.

В заключение курсовой работы сделаны выводы касаемо проблемы исследования.

В список литературы включены учебный материал, книги, публикации по проблеме исследования.

 

 

Глава I

Базальт

Базальт — основная эффузивная горная порода нормального ряда, самая распространённая из всех кайнотипных пород. Палеотипными аналогами базальта являются диабаз и базальтовый порфирит. Интрузивными аналогами базальта являются габбро, габбро-нориты, нориты, троктолиты [1].

Залегает базальт в виде даек, силлов (межпластовых тел) и особенно часто в виде лавовых потоков, образовавшихся при извержениях как центрального (через вулканическое жерло), так и трещинного типов.

Базальты в химическом и минералогическом отношении являются эффузивными аналогами габбро. Цвет их черный или почти черный, строение от тонкозернистого до стекловатого. Объемная плотность 2,75–3,1.

Верхние части лавовых потоков могут быть пузыристыми, так как в ходе затвердевания магмы (лавы) их поверхность вспенивалась из-за выделения из расплава паров воды и других газов. Впоследствии в этих пузырях или порах могут отлагаться такие минералы, как кальцит, пренит, цеолиты и самородная медь; так возникают миндалекаменные базальты. Многие базальты целиком сложены столь мелкими минеральными зернами, что их можно диагностировать только под микроскопом. Однако некоторые базальты имеют порфировую структуру, т.е. в них видны явные кристаллы, погруженные в тонкозернистую или стекловатую основную массу; эти кристаллы (фенокристы, или порфировые вкрапленники) представлены плагиоклазом, оливином или авгитом. Базальты состоят из кальциевого полевого шпата (основного плагиоклаза, обычно лабрадорита) и авгита или другого пироксена [6].

Обычно различают базальты, содержащие оливин, и базальты без оливина (толеитовые базальты). В толеитовых базальтах нередко присутствует кварц [1].

Оливиносодержащие базальты широко распространены на океанических островах (например, в Тихом океане), в то время как толеитовые базальты образуют характерные трапповые формации континентов. Базальты залегают в виде покровов, потоков и куполов, мощность которых на платформах составляет более километра, а площади распространения – сотни тысяч квадратных километров. Такие базальты называются платобазальтами, или тропами; некоторым из них свойственна пластовая отдельность. Очень характерна для базальтов столбчатая отдельность – порода разбивается на правильные шестигранные столбы.

По структурным и другим петрографическим признакам базальты подразделяются на четыре типа от более прочных к менее прочным.

Тип 1:

Мелкокристаллические (наиболее прочные) базальты без содержания стекла или с незначительным его содержанием. Основная масса – беспорядочно расположенные игольчатые микролиты плагиоклаза шириной 0,01–0,02 мм и длиной 0,1–0,2 мм образуют решетчатую структуру, заполненную железомагнезиальными минералами.

Тип 2:

Среднекристаллические базальты с малым содержанием стекла. Плагиоклаз шириной 0,01–0,03мм и длиной 0,1–0,3 мм. Содержание стекла – до 10%.

Тип З:

Крупнокристаллический базальт (долериты, долеритовые базальты без стекла). Размеры кристаллов – более 0,3 мм. Промежутки между кристаллами заполнены цветными минералами неравнозернистые базальты со значительным содержанием стекла (10 – 50%).

Тип 4:

Скрытокристаллический базальт с порфировидными включениями (мелано-базальт). Структура настолько тонкозерниста, что минералы неразличимы. По сравнительно низкой прочности к этому типу относятся стекловато-порфировые базальты (гиалобазальты).

Породы группы базальтов характеризуются различной степенью пористости. Внешне плотные разновидности обладают мельчайшей (невидимой) пористостью до 10%. Разновидности с видимой пористостью можно разделить на мелкопористые и крупнопористые андезиты и андезито-базальты более пористые, чем базальты.

Наибольший интерес для изучаемого вопроса представляют истинные базальты, имеющие широкое распространение, легкую обрабатываемость, малую себестоимость изделий и хорошие эксплуатационные характеристики [21].

Месторождение базальтов

В самых больших объемах базальты залегают в виде мощных и обширных лавовых потоков на плато Декан в Западной Индии и на Колумбийском плато в Кордильерах (штаты Вашингтон, Орегон и Айдахо). Извержения вулканов в Колорадо, Нью-Мексико и Аризоне также сопровождались излиянием базальтовых лав.

Гавайские острова представляют собой базальтовые вулканические конусы (рис.2),возвышающиеся на несколько километров над дном Тихого океана. Базальтовыми вулканами являются Этна на острове Сицилия и Везувий в материковой части Италии (базальты Везувия содержат лейцит вместо части полевого шпата), а также некоторые действующие вулканы Камчатки и Курильских островов (где среди лав преобладают андезиты). Базальтовые потоки третичного возраста распространены в некоторых районах Европы; в Шотландии и Ирландии базальты имеют каменноугольный возраст. Чрезвычайно широко развиты молодые базальты в Исландии и Гренландии. В ряде областей развиты докембрийские базальты.

Базальты распространены на Украине, в Армении, на Алтае. Траппы широко развиты на Сибирской платформе между Леной и Енисеем. Область распространения сибирских траппов более 150000 квадратных километров. С траппами в Восточной Сибири связаны Ангаро-Илимские месторождения магнетита (Коршуновское, Рудногорское и др.).

Запасы месторождений базальтов в Узбекистане, найденные на отрогах Кураминского, Чаткальского, Гиссарского и Северо-Нуратинского хребтов, по предварительной оценке превышают 32 млн.м3.

Наиболее значительные запасы гавасайских базальтов Кураминского хребта в Наманганской области характеризуются неравномерным химико-минералогическим составом, в основном представлены порфировой структурой с различным содержанием вулканического стекла, обширными участками полнокристаллических долеритовых базальтов и диабазов. Залегающие в долинах р. Асмансай и Лакчисай Северо-Нуратинского хребта базальты основного состава чередуются с черными ультраосновными базальтами-пикритами, содержащими не более 42% кремнезема и без плагиоклазов [16].

Структура и текстура

Обычно базальты — это тёмно-серые, чёрные или зеленовато-чёрные породы, обладающие стекловатой, скрытокристаллической афировой или порфировой структурой. В порфировых разностях на фоне общей скрытокристаллической массы хорошо заметны мелкие вкрапленники зеленовато-жёлтых изометричных кристаллов оливина, светлого плагиоклаза или чёрных призм пироксенов. Размер вкрапленников может достигать несколько сантиметров в длину и составлять до 20-25 % от массы породы. При застывании магмы базальтового состава возникает характерная для базальтовых массивов столбчатая или (реже) подушечная отдельность.

Текстура базальтов может быть: плотной массивной, пористой, миндалекаменной. Миндалины обычно заполняются кварцем, халцедоном, кальцитом, хлоритом и прочими вторичными минералами — такие базальты называются мандельштейнами [15].

Состав

Минеральный состав. Основная масса сложена микролитами плагиоклазов, клинопироксена, магнетита или титаномагнетита, а также вулканическим стеклом. Вкрапленники, как уже было сказано, обычно представлены оливином, клинопироксеном, плагиоклазом, редко ортопироксеном или роговой обманкой. Наиболее распространенным акцессорным минералом является апатит.

Химический состав. Содержание кремнезёма (SiO2) колеблется от 45 до 52-53 %, сумма щелочных оксидов Na2O+K2O до 5 %,в щелочных базальтах до 7 % [15].

Распространённость

Базальты — самые распространённые магматические породы на поверхности Земли и на других планетах. Основная масса базальтов образуется в срединно-океанических хребтах и формирует океаническую кору. Кроме того базальты типичны для обстановок активных континентальных окраин, рифтогенеза и внутриплитногомагматизма.

При кристаллизации по мере подъёма на поверхность Земли базальтовой магмы на глубине иногда образуются сильно дифференцированные по составу, расслоённые интрузии, в частности габбро-норитов (такие как Норильские, Садбери в Канаде и некоторые другие). В таких массивах встречаются месторождения медноникелевых руд и платиноидов.

Основные магматические горные породы в СНГ очень распространены. Они занимают, с учетом Сибирских траппов, 44,5 % площади территории СНГ и представляют большой интерес как сырьё. Известно более 200 месторождений базальтовых пород, из них более 50 месторождений эксплуатируются. В настоящее время базальты применяются не только в строи­тельстве (щебень, штучный камень, облицовка зданий и др.) но и для производства каменного литья, петроситаллов, базальтовых волокон, сырья для получения портландцементного клинкера [15].

Происхождение

Базальты образуются при застывании излившегося на поверхность Земли, подразумевая под этим и дно океана, силикатного магматического расплава основного (базальтового) состава. Формы залегания — потоки и покровы, разделенные отложениями пирокластического (туфового) или осадочного материала. Мощность единичных потоков базальтовых лав, обладающих в расплавленном состоянии малой вязкостью, обычно невелика. Происхождение базальтовой магмы по одной из гипотез состоит в частичном плавлении типичных мантийных горных пород, гарцбургитов, верлитов и др. Состав выплавки определяется химическим и минеральным составом протолита (исходной породы), физико-химическими условиями плавления, степенью плавления и механизмом ухода расплава.

По геодинамической природе выделяются следующие типы базальтов:

· базальты срединно-океанических хребтов

· базальты активных континентальных окраин

· внутриплитные базальты, которые можно подразделить на континентальные и океанические базальты.

Извержение базальтов срединно-океанических хребтов — важнейший в массовом отношении процесс в верхней части Земли [21].

Изменения

Базальты очень легко изменяются гидротермальными процессами. При этом плагиоклаз замещается серицитом, оливин — серпентином, основная масса хлоритизируется и в результате порода приобретает зеленоватый или синеватый цвет. Особенно интенсивно изменяются базальты, изливающиеся на дне морей. Они активно взаимодействуют с водой, при этом из них выносятся и оседают многие компоненты. Этот процесс имеет большое значение для геохимического баланса некоторых элементов. Так большая часть марганца поступает в океан именно таким способом. Взаимодействие с водой кардинальным образом меняет состав морских базальтов. Это влияние можно оценить и использовать для реконструкций условий древних океанов по базальтам. При метаморфизме базальты, в зависимости от условий, превращаются: при низких температурах (330—550 градусов) и средних давлениях в зелёные сланцы, амфиболиты, при низких температурах и значительных давлениях в глаукофановые сланцы с разновидностью голубые сланцы, получившими свое название по голубому цвету входящих в их состав щелочных амфиболов, а при высоких температурах и давлениях в эклогиты, состоящие из пиропового граната и натриевого клинопироксена — омфацита [15].

Применение

Базальт используют как сырье для щебня, так и для производства базальтового волокна (для производства теплозвукоизоляционных материалов) и кислотоупорного порошка, а также в качестве наполнителя для бетона. Базальт весьма устойчив к атмосферному воздействию и потому часто используется для наружной отделки зданий и для изготовления скульптур, устанавливаемых на открытом воздухе [1].

 

Базальтовое волокно

Материал, получаемый из природных минералов путем их расплава и последующего преобразования в волокно без использования химических добавок.

Производство базальтовых волокон основано на получении расплава базальта в плавильных печах и его свободном вытекании через специальные устройства, изготовленные из платины или жаростойких металлов. Плавильные печи могут быть электрическими, газовыми, или оборудоваться мазутными горелками. В качестве сырья для производства базальтовых волокон, используются базальтовые горные породы [3].

Типы базальтового волокна.

Существует два основных типа базальтового волокна — штапельное и непрерывное. Одним из наиболее важных параметров штапельного базальтового волокна является диаметр отдельных волокон. В зависимости от диаметра волокна делят на: микротонкие, диаметром менее 0,6 мкм; ультратонкие, 0,6 — 1,0 мкм; супертонкие, 1,0 — 3,0 мкм; тонкие, 9 — 15 мкм; утолщенные, 15 — 25 мкм и грубые — диаметром 50 — 500 мкм. Диаметр волокон существенно влияет на важнейшие свойства изделий из него: теплопроводность, звукопоглощение, плотность и др. В зависимости от диаметра волокно используется для различных целей:

· микротонкое — для фильтров очень тонкой очистки газовоздушной среды и жидкостей; изготовления тонкой бумаги и специальных изделий;

· ультратонкое — для изготовления сверхлегких теплоизоляционных и звукопоглощающих изделий, бумаги, фильтров тонкой очистки газовоздушных и жидкостных сред;

· супертонкое для изготовления прошивных теплозвукоизоляционных матов и звукопоглощающих (БЗМ, АТМ) изделий, картона (ТК-1, ТК-4), многослойного нетканого материала, теплоизоляционного вязально-прошивного материала, длинномерных теплоизоляционных полос и жгутов (БТШ-8, БТШ-20, БТШ30), мягких теплоизоляционных гидрофобизированных плит, фильтров и др. Специальная термическая обработка базальтовых супертонких волокон позволяет получить микрокристаллический материал со свойствами, отличающимися от обычных волокон. Микрокристаллические волокна превосходят обычные по температуре применения на 200°С, по кислотностойкости — в 2,5 раза, а гигроскопичность их в 2 раза ниже. Основным преимуществом этого вида базальтового волокна является отсутствие усадки при его эксплуатации. Из микрокристаллического волокна изготавливают высоко -температуроустойчивые теплоизоляционные материалы, плиты, а также фильтры для фильтрации агрессивных сред при высоких температурах. Базальтовое супертонкое волокно (БСТВ) получают двумя методами: дуплекс процесс, когда первоначально вытягиваются из расплава базальта, через фильеры первичные волокна диаметром 250—350 мкм. Которые впоследствии раздуваются высокоскоростным газовым потоком при температуре выше 1600°С в супертонкие [20]. Второй способ это раздув сжатым воздухом струи расплава, при этом температура расплава должна быть не менее 1500°С. Вторым способом получается БТВ с более коротким волокном и менее технологичным из него невозможно производить весь ассортимент продукции.

Тонкие волокна из горных пород представляют собой слой беспорядочно расположенных волокон диаметром 9-15 мкм и длиной 3-1500 мм.

Утолщенные волокна диаметром 15-25 мкм и длиной 5-1500 мм. Получают их как методом вертикального раздува струи расплава воздухом (ВРВ), так центробежновалковым методом известно одно производство получения грубого волокна центробежнодутьевым способом. Вырабатывают в виде холстов, прошивных матов, плит на основе различных вяжущих. Утолщенные волокна находят широкое применение в качестве фильтровальной основы дренажных систем гидротехнических сооружений;

Толстые волокна представляют собой беспорядочно расположенные волокна длиной 5-3000 мм, диаметром 25-150 мкм, прочностью на разрыв 120—650 МПа.

Грубые волокна представляют собой относительно сыпучую дисперсно-волокнистую массу с длиной волокон 3-15 мм, диаметром 150—500 мкм, прочностью на разрыв 200—350 МПа, удельной поверхностью 28-280 см2/г. Волокна являются коррозионно-стойкими и могут быть использованы взамен металла для армирования материалов на основе вяжущих [14].

Свойства базальтового волокна

Материалы на основе базальтового волокна обладают следующим важными свойствами: пористость, температуростойкость, паропроницаемость и химическая стойкость.

Пористость базальтового волокна может составлять 70 % по объёму и более. Если поры материала заполнены воздухом, то при такой пористости он характеризуется небольшой теплопроводностью.

Температуростойкость является весьма важным свойством теплоизоляционных материалов, особенно при использовании их для изоляции промышленного оборудования, работающего при высоких температурах. Температуростойкость материалов характеризуют технической температурой применения, при которой материал может эксплуатироваться без изменения технических свойств.

Паропроницаемость — это способность материала пропускать через свои поры водяной пар. При наличии в материалах из базальтового волокна сообщающихся пор, они пропускают такое же количество пара, как и воздуха. Благодаря большой паропроницаемости эти материалы при эксплуатации почти всегда сухие; конденсация пара наблюдается в основном в следующем слое на более холодной стороне ограждений.

Химическая стойкость. Базальтовые волокна обладают хорошей стойкостью к действию органических веществ (масло, растворители и др.), а также к воздействию щелочей и кислот [30].

 

Вывод по первой части

Одной из актуальных задач ресурсосбережения является развитие производств прогрессивных материалов, отвечающих требованиям области применения (в перспективных машинах, механизмах и аппаратах).

Одним из таких прогрессивных материалов является базальтовое волокно, сырьем для производства которого служат породы группы базальтов, распространенные излившиеся вулканические породы, обладающие большой твердостью и хрупкостью. Базальтовые месторождения широко распространены на Урале

Разработанные, внедренные и внедряемые на многих предприятиях в России отечественные технологии и оборудование для получения базальтового волокна позволяют получать продукт очень высокого качества, не имеющий аналогов в Европе.

Глава II

Машиностроение

Композиционные материалы, конструкционные материалы, конструкции, работающие в условиях повышенных вибраций, знакопеременных нагрузок, сетки для армирования отрезных дисков, звукоизоляционные материалы, теплоизоляция термического оборудования. Фильтры очистки отходящих газов от пыли и промышленных стоков (амортизационные прокладки прессов, хладоизоляция промышленных и бытовых холодильников, изоляция емкостей с кислородом, азотом и т.п.);

Автомобилестроение

Композиционные материалы, теплозвукоизоляционный материал для производства автомобильных глушителей, панелей, теплоизоляционных прокладок, экранов, пластиков, армирующий материал для производства тормозных колодок и дисков сцепления, конструкционных пластиков, негорючие композиционные материалы, корд для автомобильных покрышек, рубленые волокна для армирования пластмасс, другие материалы. Материалы для изготовления топливных баков, баллонов для LPG и сжатого природного газа. Антикоррозионные, ударно и износостойкие покрытия днищ автомобилей.

Судостроение

Композиционные материалы, стойкие к воздействию морской воды, теплозвукоизоляция судовых установок, оборудования, теплоизоляционные плиты для корпусов кораблей, переборок, конструкционные материалы. Малое судостроение – конструкции корпусов судов, надстроек. Коррозионностойкие, армированные лакокрасочные покрытия корпусов кораблей, судовых надстроек.

Вагоностроение

Композиционные конструкционные материалы и изделия, теплозвукоизоляция вагонов, армирование конструкционных пластиков, негорючие композиционные материалы, электроизоляционные материалы, стойкие лакокрасочные покрытия.

Энергетика

Композиционные материалы, теплоизоляция термического оборудования паровых котлов, турбин, теплотрасс, высоковольтные электроизоляционные материалы, несущая жила для высоковольтных линий электропередач.

Атомная энергетика

Негорючие теплоизоляционные и конструкционные материалы, противопожарные двери, кабельные проходки и др., материалы для радиоактивной защиты.

Электронная промышленность

Армирующий материал для производства плат, электроизоляционные материалы, конструкционные материалы корпусов электронной аппаратуры.

Химическая промышленность

Производство химически стойких материалов и изделий: труб, емкостей для хранения агрессивных жидкостей, кислот, щелочей, химических удобрений, пестицидов, ядовитых веществ. Химически стойкие защитные покрытия емкостей, трубопроводов, металлоконструкций, железобетонных конструкций. Фильтры очистки от пыли, фильтрации промышленных стоков, высокотемпературные фильтры.

Металлургия

Теплоизоляционные материалы термического оборудования, печей, рекуператоров, трубопроводов, коммуникаций. Фильтры из БНВ для фильтрации расплавов металлов при литье. Фильтры для очистки отходящих газов от пыли на горно-обогатительных и металлургических комбинатах, фильтры очистки сточных вод. Криогенная техника и оборудование – теплоизоляционные материалы при производстве сжиженных газов, жидкого кислорода, азота и др.

Армирующие материалы

При производстве асфальтобетонных покрытий дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов. Гидроизоляционные материалы (рулонные и листовые), кровельные материалы. Гидротехническое строительство – армирующие материалы для строительства плотин, материалы для ирригации земель. Противопожарные материалы для строительства высотных домов и ответственных промышленных сооружений. Строительство портовых сооружений, морских платформ – армирующие и конструкционные материалы из базальтопластиков. Лакокрасочные стойкие покрытия мостов, тоннелей, ответственных конструкций и сооружений, гидроизоляционные покрытия железобетонных конструкций. Негорючие и термостойкие лакокрасочные покрытия.

Коммунальное хозяйство

Материалы для очистных сооружений, трубы большого диаметра для подачи воды и сточных вод. Фильтры для тонкой очистки воздушных и жидких сред, коммунальных стоков, очистных сооружений, и другие. Бытовая техника – сантехнические композиционные изделия, термоизоляция газовых и электрических шкафов, духовок, электрические печи и др.

Сельское хозяйство

Сетки для укрепления почв, емкости для хранения и транспортировки жидких химических удобрений и пестицидов. Материал для гидропоники при выращивании бактериальных культур, рассады растений и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе данного исследования были рассмотрены горная порода базальт, его свойства, состав, а также текстура и применение. Далее рассмотрели исходный материал базальта – базальтовое волокно, затем ознакомились с технологическим процессом получения базальтового волокна.

Основные свойства базальтовых волокон, такие как высокая теплопроводность, огнеупорность, а также устойчивость к гниению при эксплуатации в различных агрессивных средах определяют следующие области применения:

· теплозвукоизоляционных материалов с различными связующими и без них (прошивные маты, холсты, плиты, скорлупы, шнуры и т.д.);

· звукопоглощающих материалов и изделий (акмигран и плиты из него);

· строительных конструкций (сэндвичи, модульные плиты);

· изделий с использованием волокна в качестве заменителя асбеста (ткани, картон, фрикционные материалы и т.п.);

· фильтров промышленных и бытовых для очистки газообразных и жидких сред;

· композиционных материалов с различными пластмассами, смолами и другими компонентами для получения материалов с заданными свойствами;

· искусственных грунтов для гидропонного выращивания рассады и растений.

Преимущества теплозвукоизоляционных материалов из базальтового супертонкого волокна:

ü более высокая температура применения. Минераловатные изделия применяются до температуры 400 °С, теплозвукоизоляционные материалы из базальтового супертонкого волокна имеют температуру длительного применения – 750 °С, краткосрочного – до 900 °С;

ü не разрушаются при действии теплосмен «нагрев-охлаждение», при повышении температуры и при циклическом действии температуры сохраняют свои характеристики и геометрические формы;

ü малая теплопроводность, благодаря чему для достижения одних и тех же характеристик по теплопроводности материалов из базальтового супертонкого волокна требуется в несколько раз меньше, вследствие чего снижаются общие затраты на теплозвукоизоляционные материалы, уменьшается общий габарит изолируемого изделия, снижаются затраты труда на теплоизоляционные работы;

ü низкая плотность, благодаря чему эти материалы обладают хорошими теплозвукоизоляционными свойствами;

ü высокая термостойкость;

ü химическая стойкость;

ü негорючесть, пожаробезопасность и взрывобезопасность;

ü экологическая чистота, не содержат органических и горючих веществ, имеют формулу природного камня – базальта. В отличие от материалов из базальтового волокна минераловатные изделия содержат 4–5% по массе органических веществ;

ü технологичность при монтаже;

ü долговечность. Срок службы материалов из базальтового волокна в несколько раз выше, чем изделий из минеральной ваты и достигает 30–40 лет;

ü не подверженность грибкам и плесени;

ü не боятся ультрафиолета;

ü не боятся вибраций, так изделия из минеральной ваты при вибрации разрушаются;

ü обладают хорошими звукоизоляционными свойствами.

Наряду с тем, что базальтовые супертонкие волокна являются одними из лучших теплоизоляционных материалов, выдерживающих высокие температуры, они имеют ряд недостатков, ограничивающих широкое применение.

Базальтовое волокно имеет большую себестоимость, только за счет того, что расплав для его получения имеет большой градиент температур, афильерные пластины для производства волокна самые низко производительные из всех пластин применяемых на производстве волокна из высокотемпературного расплава.

Многие базальтовые и керамические волокна выдерживают температуры далеко за 1000°С, но жесткость, не позволяющая уплотнить волокна до полной газонепроницаемости, и хрупкость, приводящая к разламыванию волокон на отдельные короткие элементы в условиях сжимающих нагрузок и вибрации, являются их недостатком для использования в качестве уплотнений.

 

Библиографический список

1. Практическое руководство по общей геологии // под ред. проф. Н.В Короновского. — М., «Академия», 2007

2. Аблесимов Н.Е., Земцов А.Н. Релаксационные эффекты в неравновесных конденсированных системах. Базальты: от извержения до волокна. Москва, ИТиГ ДВО РАН, 2010. 400 с.

3. Основы производства Базальтовых волокон и изделий Д. Д. Джигирис, М. Ф. Махова. М.: Теплоэнергетик, 2002. — 416 с. ООО "Каменный век"

4. Армирующие волокна и волокнистые полимерные композиты Перепелкин К.Е.380 с., 2013 г.

5. Краткий геологический словарь // под ред. проф. Г. И. Немкова. — М., «Недра»,209.

6. Исследование механических свойств непрерывного базальтового волокна применительно к производству композитных материалов Мищенко Л.В. Москва 2010

7. А. Г. Демешкин, А. А. Шваб Отдел механики деформируемого твёрдого тела, Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, г. Новосибирск Вестн. Сам.гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2011, выпуск 3(24), страницы 185–188

8. http://mi.mathnet.ru/vsgtu939 (дата обращения: 03.06.2015)

9. http://mi.mathnet.ru/rus/vsgtu/v124/p185 (дата обращения: 03.06.2015)

10. Горяйнов К.Э., Коровникова В.В. Технология производства полимерных и теплоизоляционных изделий. М. «Высшая школа», 1975., с. 296.

11. Овчаренко Е.Г. Производство утеплителей в России. Теплопроект. М. 2014.

12. Сухарев М.Ф. Производство теплоизоляционных материалов и изделий. Учебник для подготовки рабочих на производстве. М., «Высшая школа», 1969. с. 304.

13. Статья из журнала «Инновации Технологии Решения» (г.Новосибирск, март 2013г.)

14. http://ru.wikipedia.org/wiki/Базальт (дата обращения 02.06.2015)

15. http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001941/1001941a1.htm (дата обращения: 12.05.2014)

16. http://www.fstn.ru/articles/09.html (дата обращения: 30.05.2015)

17. http://www.slovopedia.com/14/193/1010721.html (дата обращения: 30.05.2015)

18. http://novitsky1.narod.ru/ (дата обращения: 30.06.2015)

19. http://www.basaltfibre.com/ (дата обращения: 03.06.2015)

20. http://www.chemport.ru/chemical encyclopedia article 3917.html (дата обращения: 03.06.2015)

21. http://ru.wikipedia.org/wiki/ Углеродноеволокно (дата обращения: 03.06.2015)

22. http://basaltfiber.boom.ru/preference.htm (дата обращения: 03.06.2015)

23. http://www.marketcenter.ru/content/gds-0-810000456.html (дата обращения: 03.06.2015)

24. http://www.rmcgroup.ru/articl-02.html (дата обращения: 03.0.2015)

25. http://www.thermonews.ru/analytics/saving/teploizol.htm (дата обращения: 03.06.2015)

26. http://www.stroyinform.ru/instruments.aspx.html (дата обращения: 03.06.2015)

27. Мальков Л.Б., Генис А.В. и др., Применение волокнистых материалов в дорожном строительстве и для других целей. Обзорная информация. -; НИИТЭХИМ, 1983 C. 47.

28. Композиционные материалы: Справочник В. В. Васильев, В. Д. Протасов, В. В. Болотин и др.; Под общ. ред. В. В. Васильева, Ю. М. Тарнопольского М.: Машиностроение, 1990. —512 с.

29. Конструкционные и функциональные волокнистые композиционные материалы. Учебное пособие Сидоренко Ю. Н. Томск: Изд-во ТГУ, 2006. — 107 с.

30. Рабинович Ф.Н., Зуева В.Н., Макеева Л.В. Стойкость базальтовых волокон в среде гидратирующих цементов. // Стекло и керамика. 2011.№12 С.12-14.

31. www.newchemistry.ru// (дата обращения: 03.06.2015)

32. http://novitsky1.narod.ru/basalt9.htm (дата обращения: 03.06.2015)

33. Татаринцева О.С., Толкачев Е.Г. Технология переработки горных пород с получением базальтовых супертонких волокон // ВСМ. – Сер.II. – Вып. 6 (442). – 1998. – С. 145-147.

34. Татаринцева О.С., Потапов М.Г., Ворожцов Б.И., Литвинов А.В. Переработка нерудных горных пород в теплоизоляционные строительные и промышленные материалы // Сб. докл. межд. семинара «Нетрадиционные технологии в строительстве», Томск. – 1999. – С. 148-150.

35. Татаринцева О.С. Зимин Д.Е., Ходакова Н.Н. Исследование влияния агрессивных сред на прочностные характеристики волокон в зависимости от их химического состава // Сб. докл. III Всерос. конф. молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии», Томск, изд-во Института оптики и атмосферы СО РАН. – 2006. – С. 345-348.

36. Ходакова Н.Н., Татаринцева О.С. Оценка возможности применения горных пород в производстве базальтового непрерывного волокна // Сб. докл. VI Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха, 31 мая-2 июня, М.: ЦЭИ «Химмаш». – 2006. – С.162-170.

 

Курсовая работа

по дисциплине: «Исследование вторичных сырьевых ресурсов в производстве ПСМ»

 

на тему: «Базальтовое волокно»

 

Выполнил: Студент группы

ТСК – М – 2014

Грабов Г.В.

Принял: Петропавловская В.Б.

 

Тверь 2015

Содержание

Введение........................................................................................................... 3

1. Глава I.......................................................................................................... 5

1.1 Базальт.................................................................................................. 5

1.2 История развития производства базальтовой теплоизоляции......... 11

1.3 Базальтовое волокно.......................................................................... 15

1.4 Сравнительная характеристика различных волокон....................... 18

2. Глава II...................................................................................................... 20

2.1 Технологический процесс получения базальтового волокна.......... 20

2.2 Область применения базальтового волокна..................................... 23

Заключение.................................................................................................... 32

Библиографический список........................................................................... 35

 

ВВЕДЕНИЕ